森林生態(tài)復(fù)習(xí)資料

1、起源的林1、森林生態(tài)學(xué)：主要研究森林與環(huán)境間相互關(guān)系的科學(xué)。2、從生態(tài)系統(tǒng)的角度出發(fā)：森林是一個生態(tài)系統(tǒng)，包括著森林環(huán)境和森林群落兩個方面。環(huán)境和干擾是密切相關(guān)的。3、干擾：是使生態(tài)系統(tǒng)、群落或種群的結(jié)構(gòu)遭受破壞，使基質(zhì)和物理環(huán)境的有效性發(fā)生變 化的一種離散的事件 （Pickett，etal. 1985）4、森林的干擾可分為：自然干擾 （natural disturbance）和人為干擾（anthropogenic disturbance） 兩大類。5、以對森林的作用的程度，可將干擾分為：重干擾(major disturbance)和輕干擾(minor disturbance) (Oliver

2、，etal.1990)以干擾的作用方式來說，可分為：外源干擾（exogenetic disturbance）和內(nèi)源干擾 （endogenous disturbance）6、森林干擾的生態(tài)意義:干擾可影響到森林各個層次的結(jié)構(gòu)動態(tài)，以至生存死亡。（1）、從 個體角度，干擾表現(xiàn)為對全部或部分個體的破壞，使其受到傷害或造成死亡。（2）、從種群來說，干擾影響到種群的發(fā)生過程，并因而影響到種群的年齡結(jié)構(gòu)、大小結(jié)構(gòu)、遺傳結(jié)構(gòu)及個體的空間分布格局。（3）、干擾造成森林演替，有時為次生演替，有時為空隙動態(tài)。（4）、干擾對環(huán)境條件會造成一定的影響。（5）、干擾還與生物多樣性有密切關(guān)系.7、干擾強(qiáng)度：不同干擾的區(qū)別

3、還表現(xiàn)在干擾對生態(tài)客體影響程度的大小上。這通常稱之為（disturbance intensity），它可以表現(xiàn)在兩個方面：（1）是一定時間和一定面積上某種干擾因素的物理力；（2）另一種是指某一種干擾因素對有機(jī)體、群落或生態(tài)系統(tǒng)的影響程度。 8、森林植物群落的結(jié)構(gòu)分為：垂直結(jié)構(gòu) （vertical structure）、水平結(jié)構(gòu) （horizontal structure） 和種的構(gòu)成三個方面。9、植物群叢(plant association)：它是指具有一定植物種組成的植物群落，是植物群落劃分 的一個基本單位。10、生活型：是指植物對于綜合環(huán)境條件的長期適應(yīng)，而在外貌上表現(xiàn)出來的植物類型。11

4、、自然種群具有三個特征：1空間特征：不同種類的有機(jī)體所需空間性質(zhì)和大小是不相同的；2數(shù)量特征：用種群密度(population density)或生物量(biomass)表示；3遺傳特征12、生物量：單位面積或空間內(nèi)所有個體的干物質(zhì)的重量。13、生態(tài)位：指的是一個種在群落中的空間地位、生境地位和功能地位。14、群落掩替：在一定地域內(nèi)，群落隨時間變化，由一種類型變?yōu)榱硪环N類型的生態(tài)過程15、原生演替( primary succession）： 開始于原生裸地上的植物群落演替。16、次生演替（secondary succession）: 開始于次生裸地上的植物群落演替。特點(diǎn)：由外部干擾所引起，速度

5、快。17、林木更替模型：主要用于模擬天然林演替過程，預(yù)測林分組成動態(tài)的長期變化。18、種群中個體在水平空間的分布方式：隨機(jī)分布、集群分布、均勻分布 19、“黑箱”方法：指那些既不能打開，又不能從外部直接觀察起內(nèi)部的系統(tǒng)。調(diào)查篇（一）1、樹干形狀：樹木可分為樹干、樹冠、樹根三部分，樹干的材積占全樹的材積50-90%，利用價值大2、樹干縱斷面的形狀：由于把樹干橫斷面看作圓，因此，樹干縱斷面則是以X軸為對稱的兩根對稱曲線所包圍，而樹干則成為曲線繞X軸旋轉(zhuǎn)而成的旋轉(zhuǎn)體，這兩根對稱的曲線叫干曲線。干曲線方程：Y=f(x) 可用積分公式表示材積：3、形數(shù)：樹干樹積與以樹干某一固定位置x處的斷面積作底斷面積

6、和以其樹干高度為高的圓柱體體積之比，稱為樹干在x處的形數(shù)，記為fx式中，V：樹干材積，V：比較圓柱體積，gx：X處的橫斷面積，h：全樹高3、胸高形數(shù)：取胸高斷面為比較圓住體的橫斷面的形數(shù)4、形率：樹干上某一位置的直徑與比較直徑之比稱為形率5、胸高形率：樹干中央直徑(d1/2)與胸徑d1.3之比稱為胸高形率一、直徑的測定測定直徑的工具：測定直徑的工具種類很多，常用的有輪尺、直徑卷尺和檢徑尺(釣尺)等。 輪尺測徑應(yīng)注意的事項(xiàng)(1)測徑時應(yīng)使尺身與兩腳所構(gòu)成的平面與干軸垂直，且其三點(diǎn)同時與所測樹木斷面接觸。(2)測徑時先讀數(shù)，然后再從樹干上取下輪尺。(3)樹干斷面不規(guī)則時，應(yīng)測定其互相垂直兩直徑，取

7、其平均值為該樹直徑(4)遇測徑部位有節(jié)瘤或畸形時，可在其上、下等距處測徑取其平均值（5）在上坡方向測檢徑尺(鉤尺)：用來測定堆積原木的小頭直徑工具。二、樹高的測定：1、對于樹高的測定，除幼樹或低矮樹木(一般10 m以下)可以用測竿或特制的伸縮式測高竿直接測定外，般都是通過使用測高器測定。2、一類是利用幾何學(xué)的相似三角形對應(yīng)邊成比例原理設(shè)計(jì)，如克里斯登測高器和銅管測高器；另一類是以三角函數(shù)原理設(shè)計(jì)的測高器，如布魯萊斯測高器等。三、樹木年齡的測定：1）就地訪問 2）目測，根據(jù)樹木的大小高矮顏色等特征 3）根據(jù)枝節(jié)倆推測，有一年長一輪，一年兩輪的 4）數(shù)伐根上的年輪 5）用儀器，生長錐測四、樹干的近

8、似求積式、伐倒木區(qū)分求積式1、中央斷面區(qū)分求積式：將樹干按一定長度(通常1或2m)分段，量出每段中央直徑和最后不足一個區(qū)分段梢頭底端直徑。如圖 直徑和長度的測定誤差對材積的影響Ø 當(dāng)測量直徑和長度有誤差時，用其計(jì)算材積必然也要產(chǎn)生誤差。Ø 當(dāng)直徑的測量誤差和樹高測量誤差相等時，直徑的測量誤差對材積誤差的影響要比長度測量誤差的影響大一倍。因此，要更精確地測量直徑。八、樹皮材積的測定1、樹皮厚度測定 樹皮厚度可使用樹皮測量儀，插入樹干皮層、即能測出樹皮厚度。在伐倒解析木測定樹干斷面時，也可精確測出樹皮厚度及樹皮材積。 胸高處樹皮厚度與帶皮胸徑之間存在直線關(guān)系，可用下式表示：Ta

9、D十b式中 T：樹皮厚度； D：帶皮胸徑； a、b：參數(shù)2、樹皮率計(jì)算法： 樹皮材積與樹干帶皮材積之比稱為樹皮率 式中PB：樹皮率 VB：樹皮材積； V ：樹干帶皮材積通過樣木調(diào)查法或查樹皮率表求出樹皮率，乘以帶皮材積。即得樹皮材積九、森林羅盤儀：可以用來測量如距離、水平、高差、坡角等。同時，可以測定和標(biāo)定樹干任意部位的高度和直徑，每公頃胸高斷面積、立木形率、區(qū)分求積、造材求積等 本儀器主要由磁羅盤、水平機(jī)構(gòu)、望遠(yuǎn)鏡及三角支架組成。調(diào)查篇（二）1、生長量的種類：1）按調(diào)查因子分，樹木生長量分為：直徑生長（diameter growth）斷面積生長（basal area growth ）樹高生長

10、（height growth ）材積生長（volume growth ）2）按分析與計(jì)算生長的方法分：現(xiàn)實(shí)生長量（current increment）（連年生長（annual increment）公式:Z=Vm+1Vm定期生長（Periodic increment）總生長（total increment）平均生長量（average increment）（定期平均生長量（periodic annual increment）公式: Q=(Vm+nVm)n總平均生長量（mean annual increment）公式: Q=Vmm伐期平均生長量（mean annual increment in cu

11、ttingage）3）、按樹木各部分分：樹木生長量（tree increment） 樹干生長量（stem increment） 樹條生長量（branch increment）2、生長曲線：用來模擬樹木生長的曲線。樹木生長不可能是無限制的，最終必有極限值。其生長速率一般隨年齡增加經(jīng)歷以下幾個階段，而呈型的曲線：3、樹干解析（一）、樹干解析的概念將樹木伐倒并將樹干按照中央斷面區(qū)分求積方法進(jìn)行區(qū)分；在每個區(qū)分段的中央部位截取材干橫斷面的圓盤，查數(shù)各圓盤的年輪數(shù)并量測其各齡階的直徑總生長量；由此估測該樹的胸徑、樹高、材積的生長過程(包括它們的總生長量曲線、連年生長量曲線、平均生長量曲線)等。這種方法稱

12、為樹干解析。 樹干解析是在伐倒木條件下，全面地剖析該樹的生長歷程對于樹木的生長環(huán)境、經(jīng)營效果及氣象變化分析提供原始觀測資料。（二）、樹干解析的外業(yè)調(diào)查1解析木的選取與生長環(huán)境記載2 解析木的伐前測定：在解析木伐倒前，應(yīng)準(zhǔn)確標(biāo)定該樹的根頸和胸徑位置；并標(biāo)記樹干的北向，量測胸徑(精確到0.1cm)。3.解析木的伐后測定 ：將解析木按根頸位置伐倒。先測定由根頸至第一活枝的長度然后打去枝丫，在全樹干標(biāo)定它的北向，量測樹高和它的/4、1/2、3/4處的帶皮和去皮直徑。將上述測定項(xiàng)目記載到解析木卡片上4截取圓盤：在每個區(qū)分段的中央部位截取樹干橫斷面的圓盤，并截取根頸、胸徑和梢頭底徑圓盤，按由根頸至上的順序

13、分別記力0號盤，1號盤，。要求：(1)區(qū)分段長一般取2m或1m(干長10m)。以2m為段長時，在根頸0、1.3、3.6、5.6、7.6.以及梢底處作標(biāo)記。（2)圓盤應(yīng)盡量與樹干垂直，圓盤厚度以25cm為宜。(3)區(qū)分段位置的圓盤面為工作面，在其背面標(biāo)明北向、并用分式的形式書寫：分子寫標(biāo)準(zhǔn)地號和解析木號，分母寫圓盤號及斷面高（三）、樹干解析的內(nèi)業(yè)計(jì)算工作1、查數(shù)各圓盤的年輪數(shù) （ 假年輪：產(chǎn)生的原因是氣候變化特殊，或蟲害使樹木生長受阻或某些形成層有節(jié)奏的活動每年有幾個循回）將圓盤工作面刨光、通過髓心劃出東西、南北兩條直線，然后查數(shù)各圓盤的年輪數(shù)并確定該樹的齡階位置a.在0號盤的兩條直線上，由髓心

14、向外按齡階(5年或10年)標(biāo)出該樹各齡階位置b.在其他圓盤上，由外向髓心按齡階(5年或10年)標(biāo)出該樹其余各齡階位置，并記錄它的總年輪數(shù)和斷面高2、各齡階直徑的量測由圓盤外側(cè)向里逐一確定齡階值，并分別在東西、南北兩個方向量測各齡階直徑，取平均數(shù)作為該齡階直徑(精確到0.1cm)3、各齡階樹高的計(jì)算由于樹木年齡與各圓盤的年輪數(shù)之差就是樹木長至該圓盤斷面高所需年數(shù)，即可繪制樹高生長過程曲。也可以用內(nèi)插法調(diào)查篇（三）：林分調(diào)查 調(diào)查篇（三）：林分調(diào)查一、 林分和森林分子林分是指內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征相同，并與四周有明顯區(qū)別的森林小區(qū)，占有一定的面積，同時具有一定數(shù)量的林木、灌木和地被物的綜合體。森林分子：在同

15、一立地條件下生長發(fā)育起來的同一樹種、同一年齡世代和同一木在森林生態(tài)系統(tǒng)調(diào)查中最常用的林分調(diào)查因子有：林分起源、林分年齡、林相、樹種組成、平均胸、平均樹高、林分密度、立地質(zhì)量、蓄積量和出材率等級等。二、林分主要調(diào)查因子1、按林分起源不同，可分為天然林和人工林。人工林又可分為實(shí)生林和插條林。天然林又可分為實(shí)生林和萌生林。萌生林大多為闊葉林或天然林，但有少數(shù)針葉樹，如杉木也能形成萌生林。2、林分年齡通常指林分內(nèi)林木的平均年齡。它代表林分所處的生長發(fā)育階段。林分調(diào)查時，通常是按林層分別樹種調(diào)查計(jì)算林分的平均年齡，其計(jì)算方法一般有兩種：(一)算術(shù)平均法 (二)斷面積加權(quán)平均法3、林相是指林分內(nèi)喬木樹冠垂

16、直分布所構(gòu)成的層次，又稱為林層。只有個林層的稱為單層林，具有二個或二個以上林層的稱為復(fù)層林。復(fù)層林多數(shù)是由混交異齡林所構(gòu)成，但同一個樹種的異齡林也可能構(gòu)成復(fù)層林。4、 樹種組成是說明林層內(nèi)有哪些樹種組成，及其在林層總薔積量中所占的比例。林分的樹種組成通常用“組成式”表示。例如7松3櫟 如果某樹種的蓄積量不足林分蓄積量的5，但大于2，應(yīng)在組成式中用“十”號表示，如10杉十馬。小于2的用“一”號表示，如10杉一馬。5、林分平均胸徑通常是反映林木粗度的數(shù)量指標(biāo)。森林調(diào)查，常用平均斷面積法求算平均胸徑6、立地質(zhì)量又稱地位質(zhì)量，過去稱為地位。它是通過樹種的生物學(xué)特性及林木生長的環(huán)境因子(地形、氣候、土壤

17、、地質(zhì)等)綜合反映林地生產(chǎn)力的高低。7疏密度：林分每公頃總胸高斷面積(或蓄積量)與相同條件下標(biāo)準(zhǔn)林分總胸高斷面積(或蓄積量)之比稱為。是我國森林調(diào)查中最常用的林分密度指標(biāo)。所謂標(biāo)準(zhǔn)林分應(yīng)理解為“某一樹種在一定年齡、一定立地條件下最完善和最大限度地利用了所占空間的林分”。這樣的林分疏密度等于“1.0”。三、林分結(jié)構(gòu)：1、直徑結(jié)構(gòu)2、樹高結(jié)構(gòu)四、標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查方法：常用局部調(diào)查法，即以部分面積的實(shí)測結(jié)果推斷整個林分。確定局部調(diào)查地段的方法有二：一種是隨機(jī)抽樣的，一種是按典型選取的。標(biāo)準(zhǔn)地按設(shè)置目的和保留時間可分為以下兩類：1 臨時標(biāo)準(zhǔn)地， 2固定標(biāo)準(zhǔn)地(一) 標(biāo)準(zhǔn)地的設(shè)置與測量1、選擇標(biāo)準(zhǔn)地的基本要求

18、Ø 標(biāo)準(zhǔn)地必須對所預(yù)定的要求具有充分的代表性。Ø 標(biāo)準(zhǔn)地必須在同一林分內(nèi)設(shè)置，不能跨越林分。Ø 標(biāo)準(zhǔn)地不能跨越小河、道路或伐開的調(diào)查線，且應(yīng)離開林緣10一20mØ 標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)樹種、密度應(yīng)分布均勻。2、標(biāo)準(zhǔn)地的形狀 一般為正方形或矩形，并盡可能使面積為整數(shù)，便于測量、調(diào)查和計(jì)算。3、標(biāo)準(zhǔn)地的面積 為了能夠反映林分的結(jié)構(gòu)規(guī)律和保證必要的精度，標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)必須要有足夠數(shù)量的林木株數(shù)，因此應(yīng)根據(jù)要求的林木株數(shù)來確定面積大小。（標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)至少應(yīng)有200株以上的林木） 在實(shí)際工作中，可預(yù)先做一塊400m2的小樣方，查數(shù)株數(shù)，據(jù)以推算標(biāo)準(zhǔn)地的面積。4、標(biāo)準(zhǔn)地境界測量（規(guī)定測線

19、周界的閉合差不得超過1/200）(二) 標(biāo)準(zhǔn)地的調(diào)查1、每木調(diào)查：在標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)測定每株樹木的胸高直徑、按整化徑階進(jìn)行記載統(tǒng)計(jì)，取得株數(shù)按直徑分布序列的工作，稱為每木調(diào)查或每木檢尺。這是森林調(diào)查中最基本的工作，根據(jù)這項(xiàng)材料可以計(jì)算各項(xiàng)因子及蓄積量。每木調(diào)查時，要注意以下幾項(xiàng)：徑階大小的確定 起測徑階每木檢尺 應(yīng)分別樹種、年齡世代和材質(zhì)、徑階進(jìn)行調(diào)查記載。一般用整化徑階的輪尺或圍尺測定每株樹木胸徑。在胸徑以下分叉的樹，應(yīng)視為兩株樹分別檢尺。測定位于標(biāo)準(zhǔn)地境界上的樹時，應(yīng)在境界線一邊取、另一邊舍。為防止重測或漏測，通常每木檢尺可由二人組成，一人量測胸徑并在樹上用粉筆作記號，一人記錄。測者從標(biāo)準(zhǔn)地一端開

20、始，由坡上方沿等高線“s”形路線向坡下方前進(jìn)，每測定一株，要高聲報出該樹樹種、材質(zhì)類別和徑階大小，記錄者應(yīng)同聲回報，并即時在每木調(diào)查記錄表的相應(yīng)欄中作一記號，用正字表示2、測樹高：目的是求林分平均高或徑階平均高。3、測定年齡：可用生長錐、查數(shù)伐樁或伐倒標(biāo)準(zhǔn)木等方法確定。4、各項(xiàng)調(diào)查因子的確定：包括平均年齡、平均胸徑、平均高(或上層高)、樹種組成、地位級、疏密度、出材級、蓄積量、生長量等，5、標(biāo)準(zhǔn)木和解析木的選測：應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)地各調(diào)查因子確定以后進(jìn)行。用標(biāo)準(zhǔn)木法確定蓄積量6、其他調(diào)查工作：包括地形、地勢、活地被物的種類和生長量狀況幼樹更新和林分衛(wèi)生狀況等的調(diào)查記載五、林分蓄積量及生物量的測定1、林分

21、蓄積量是鑒定森林?jǐn)?shù)量的主要指標(biāo)。林分蓄積量的測定方法很多，可概括為實(shí)測法和目測法兩大類。目測法是以實(shí)測法為基礎(chǔ)的經(jīng)驗(yàn)方法。2、用標(biāo)準(zhǔn)木測定林分蓄積，是以標(biāo)準(zhǔn)地的林木平均材積為根據(jù)的。這種具有平均材積的樹木，叫標(biāo)準(zhǔn)木。平均標(biāo)準(zhǔn)木法又叫單級法，是不分徑級求算標(biāo)準(zhǔn)木的方法分級標(biāo)準(zhǔn)木法是根據(jù)每木檢尺結(jié)果，將標(biāo)準(zhǔn)地全部林木分成若干徑級(每個徑級包括幾個徑階)，再按平均標(biāo)準(zhǔn)木法測算各徑級材積，而后累加得總蓄積。等株徑級標(biāo)準(zhǔn)木法、等斷面積徑級標(biāo)準(zhǔn)木法、徑階等比標(biāo)準(zhǔn)木法3、立木材積表是載有各種大小樹干單株平均材積的數(shù)表 一元材積表的編制有兩種方法：一種稱為直接編制法；又分為作圖法和數(shù)式法直接編表。另一種稱為自二元材積表導(dǎo)出一元材積表法。 直接編制一元材積表的方法與步驟：(1)資料收集與整理-樣本單元數(shù)（200-300）；樣本應(yīng)覆蓋各種立地條件；樣本株數(shù)按徑階分布接近于正態(tài)分布最為理想。(2) 有選擇最優(yōu)材積方程式、用最小二乘法求解方程式參數(shù)、材積表的整列等。六、林分喬木層生物量的測定 1、樣地選擇 2、每木檢尺：對角線測高 3、樣木選擇 （胸高斷面積加權(quán)平均 計(jì)算平均胸徑 根據(jù)樹高曲線圖初查各級平均樹高）4、樣木生物量測定 a打枝-將技葉分大、中、小等級分別稱重 b各級取樣枝求枝、葉率 c樣枝中再各取100g左右